中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题版.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题版.精品文档.中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题及答案和评分标准（2006年9月10日 9：00 - 12：00共3小时）题号123456789101112总分满分45876911910101110100得分评卷人l 竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。l 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。l 姓名、报名号和

2、所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（4分） 2006年3月有人预言，未知超重元素第126号元素有可能与氟形成稳定的化合物。按元素周期系的已知规律，该元素应位于第 八 周期，它未填满电子的能级应是 5g ，在该能级上有 6 个电子，而这个能级总共可填充 18 个电子。（各1分）第2题 （5分） 下列反应在100oC时能顺利进行：I II2-1 给出两种产物的系统命名。（4分）2-2 这两种产物互为下列哪一种异构体？（1分） A 旋光异构体 B 立体异构体 C 非对映异构体 D 几何异构体2-1 I （7R，3E，5Z)-3

3、-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯 或 （7R，3E，5Z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d 或 （7R，3E，5Z)-3-甲基-7-2H-3,5-辛二烯 （注：只要标出氘的位置即可） 用cis- 、trans- 代替 Z-、E-得分相同（下同） （2分） II （7S，3Z，5Z)-3-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯 或 （7S，3Z，5Z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d 或 （7S，3Z，5Z)-3-甲基-7-2H-3,5-辛二烯 （注：只要标出氘的位置即可） （2分）2-2 B （立体异构体） （1分）第3题 （8分） 下面四张图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的异构化

4、反应 XY 的进程图解。图中的“ ”是X，“ ”是Y。A B C D3-1 图中的纵坐标表示 （填入物理量，下同）；横坐标表示 。3-2 平衡常数K最小的图是 。3-3 平衡常数K最大的图是 。3-4 平衡常数K=1的图是 。答案：3-1 A和B的摩尔百分数（或答：物质的量的分数或物质的量的百分数）； 时间，分（或答：以分为单位的反应进程） (2分) 3-2 A (2分) 3-3 B (2分) 3-4 C (2分)第4题 （7分） 已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的菱锰矿（贫矿）转化为高品位“菱锰矿砂”的绿色工艺。该工艺首先将矿砂与硫

5、酸铵一起焙烧，较佳条件是：投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙烧温度450oC；焙烧时间1.5 小时。 4-1 写出焙烧反应方程式： (NH4)2SO4MnCO3MnSO42NH3CO2H2O （分）4-2 其次，将焙烧产物转化为高品位的“菱锰矿砂”，写出反应方程式：MnSO42NH3CO2H2O (NH4)2SO4MnCO3（2分）4-3 若焙烧温度过高或时间过长，将导致什么结果？ MnSO4，MnCO3分解生成高价锰的氧化物而导致锰浸出率下降。 （2分）4-4 从物料平衡角度看，生产过程中是否需要添加(NH4)2SO4？说明理由。 不需加。开始投料时(NH4)2SO4（132

6、gmol-1）过量（MnCO3,115 gmol-1）,反应生成的NH3、CO2以及(NH4)2SO4可循环利用。 （2分）第5题 （6分）配制KI(0.100molL-1)I2的水溶液，用0.100molL-1 Na2S2O3标准溶液测得c(I2)4.8510-3 molL-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相中c(I2)2.6010-3 molL-1。已知实验温度下CCl4从水溶液中萃取I2的分配比为85 : 1。求水溶液中I2II3的平衡常数。 设萃取平衡时，水溶液中c(I2)为x c(I2,CCl4)c(I2,H2O

7、)2.60x10-3 molL-1x85 x2.60x10-3 molL-1853.0610-5 molL-1 (2分)水溶液中 I2 I I3平衡浓度（molL-1）: I2：3.0610-5 ； I : 0.1003.0610-50. 100 (1分) （1分） I3: (4.852.60)10-33.0610-52.2210-3 (1分)K2.2210-3 molL-10. 100 molL-13.0610-5 molL-17.3102 Lmol-1（不写单位不扣分）(1分)第 6 题（9分） 潜在储氢材料化合物 A 是第二周期两种氢化物形成的路易斯酸碱对，是乙烷的等电子体，相对分子质量

8、30.87，常温下为白色晶体，稳定而无毒。刚刚融化的 A 缓慢释放氢气，转变为化合物B（乙烯的等电子体）。B 不稳定，易聚合成聚合物 C（聚乙烯的等电子体）。C 在155oC释放氢气转变为聚乙炔的等电子体，其中聚合度为3的化合物 D 是苯的等电子体。高于500oC时 D 释放氢气，转变为化合物 E，E 有多种晶型。6-1 写出 A、B、C、D、E 的化学式。 A H3B:NH3（或 BNH6） B H2B=NH2（或 BNH4） C H2B-NH2n D B3N3H6 E BN （5分） 6-2 化合物 A 转变为 E 各步释放的氢所占的质量分数以及总共释放的氢气所占的质量分数多大？ AB 2

9、.016/30.87 = 6.531 %（或0.06531) BD 2.016/28.85 = 6.988 % (或0.06988） DE 6.048/26.84 = 7.511 %（或0.07511） AE 6.048/30.87 = 19.59 % (或0.1959) （2分）6-3 为使 A 再生，有人设计了化合物 D 在水蒸气存在下与甲烷反应，写出化学方程式。 3 CH4 + 2(HBNH)3 + 6 H2O = 3 CO2 + 6 H3BNH3 （2分）第7题 （11分） 化合物A是近十年开始采用的锅炉水添加剂。A的相对分子质量90.10，可形成无色晶体，能除去锅炉水中溶解氧，并可使

10、锅炉壁钝化。7-1 A是用碳酸二甲酯和一水合肼在70oC下合成的，收率80%。画出A的结构式。 注：C-N-N角必须不是直线。 （2分）7-2 写出合成A的反应方程式。 O=C(OCH3)2 + 2H2NNH2H2O = O=C(NHNH2)2 + 2CH3OH + 2H2O （1分)7-3 低于135oC时，A直接与溶解氧反应，生成三种产物。写出化学方程式。 (N2H3)2CO + 2O2 = 2N2 + CO2 +3H2O (1分）7-4 高于135oC时，A先发生水解，水解产物再与氧反应。写出化学方程式。 (N2H3)2CO + H2O = 2N2H4 + CO2 N2H4 + O2 =

11、 N2 + 2H2O （1分）7-5 化合物A能使锅炉壁钝化是基于它能将氧化铁转化为致密的四氧化三铁。写出化学方程式。 (N2H3)2CO + 12Fe2O3 = 8Fe3O4 + 2N2 + CO2 + 3H2O （2分）7-6 化合物A 与许多金属离子形成八面体配合物，例如 Mn(A)32+。结构分析证实该配合物中的A和游离态的A相比，分子中原本等长的两个键不再等长。画出这种配合物的结构简图（氢原子不需画出），讨论异构现象。（2分） 有一对经式、面式异构体（几何异构体）(1分）它们分别有一对对映异构体（手性异构体）（1分） （画不画异构体的结构不影响得分。） 第 8 题 （9分） 超硬材料

12、氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温、超高压条件下合成的（50GPa、2000K）。由于相对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠X-射线衍射实验难以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标，2004年以来，先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、岩盐型（NaCl）和萤石型，2006年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示（图中的白球表示氮原子，为便于观察，该图省略了一些氮原子）。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位的；PtN键长均为209.6pm，NN键长均为142.0 pm（对比：N2分子的键长为110.0pm）。 备用图8-1 氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？ 铂原

13、子面心立方最密堆积。 （2分）8-2 分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。 依次为PtN、PtN、PtN2、PtN2 （2分）8-3 试在图上挑选一个氮原子，不添加原子，用粗线画出所选氮原子的配位多面体。 （3分） 8-4请在本题的附图上添加六个氮原子（添加的氮请尽可能靠前）。（2分）第9题（10分） 环磷酰胺是目前临床上常用的抗肿瘤药物，国内学者近年打破常规，合成了类似化合物，其毒性比环磷酰胺小，若形成新药，可改善病人的生活质量，其中有一个化合物的合成路线如下，请完成反应，写出试剂或中间体的结构。（C16H25N5O4PCl） 注：NBS 即N-溴代丁二酰亚胺答案：A B C（1分） （1分

14、） （1分）D E （1分） (二氯改为二溴也可）（2分）F GFHCl （1分） （3分） 第10题 （10分） 以氯苯为起始原料，用最佳方法合成1-溴-3-氯苯(限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤)。 6个中间物每个1分，共6分；每步的试剂0.5分，共4分（用C2H5OH代替H3PO2得分相同）第11题（11分） 磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。11-1.写出合成磷化硼的化学反应方程式。 BBr3PBr33H2BP6HBr （1分）11-2.分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。 (画不画磷上的孤对

15、电子不影响得分） 平面三角形 三角锥 （2分）11-3 磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图。 ( 注：填入另外四个四面体空隙也可，但不能一层空一层填）（2分）11-4 已知磷化硼的晶胞参数a = 478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（dB-P）。dB-P或 dB-P( 2分)画出磷化硼正当晶胞沿着体对11-5 角线方向的投影（用实线圆圈表11-6 示P原子的投影，用虚线圆圈表11-7 示B原子的投影）。 ( 4分)7第12题（10分) 有人设计了如下甲醇(methanol) 合成工艺： 其中，为甲烷气源，压强250.0kPa，温度25

16、oC，流速55.0 m3s-1。为水蒸气源，压强200.0kPa,温度150oC，流速150.0 m3s-1。合成气和剩余反应物的混合物经管路进入25oC的冷凝器(condenser)，冷凝物由管路流出。在B中合成的甲醇和剩余反应物的混合物经进入25oC的冷凝器，甲醇冷凝后经管路流出，其密度为0.791gmL-1。12-1. 分别写出在步骤A和步骤B中所发生的化学反应的方程式。 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) (1分)CO(g)2H2(g)CH3OH(g) (1分)12-2. 假定：所有气体皆为理想气体，在步骤A和B中完全转化，气液在冷凝器中完全分离，计算经步骤A和步骤B后，在

17、一秒钟内剩余物的量。 n(CH4)(250.010355.0)(8.314298) 5.55103(mol) n H2O(g)(200.0103150.0)(8.314423) 8.53103(mol)经步骤A后在中过量的H2O(g)(8.531035.55103) mol 2.98103 mol (1 分) 在步骤A中生成的CO和H2的摩尔比为1:3，而在步骤B中消耗的CO和H2的摩尔比为1:2，故经步骤B后剩余的H2为5.55103mol (1 分) 12-3. 实际上，在步骤B中CO的转化率只有三分之二。计算在管路中CO、H2和CH3OH的分压（总压强为10.0 MPa）。nT n(CO

18、)n(H2)n(CH3OH) 5.551031/3(16.651035.551032/32) 5.551032/3mol 14.8103mol (1 分)p(i) pTninT总 p(CO) 10.0 MPa(5.551031/314.8103) 1.25 MPa (1分)p(H2) 10.0 MPa(9.2510314.8103) 6.25 MPa ( 1分)p(CH3OH) 10.0 MPa(5.551032/314.8103) 2.50 MPa ( 1分)12-4. 当甲醇反应器足够大，反应达到平衡，管路中的各气体的分压服从方程 式中p0=0.100 MPa, 计算平衡常数Kp。 Kp2

19、.50(0.100)2(1.256.252) 5.1210-4 ( 2分)2007年全国高中学生化学竞赛（陕西赛区）初赛试题第 I 卷题 号12345678910总 分满 分575379889970得 分考试时间：8:3010:20。迟到超过半小时者不能进入考场。开始考试后1小时内不得离场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定位置，不得用铅笔及红笔填写。市区、准考证号、姓名和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其它地方者按废卷论处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F1

20、9.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I12

21、6.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-LrRfDbSgBhHsMt1（5分）废物回收利用，变废为宝符合可持续发展的理念，是建设和谐社会的文明行为。某印染厂含铬（Cr）废水采取了以下处理方法：用FeSO47H2O在酸性条件下把废水中的Cr2O72完全还原为Cr3，并通过调节溶液pH，使生成物组成符合类似于Fe3O4（铁氧体）的复合氧化物Crx3+Fe3+2x

22、Fe2+O4。请回答下列问题：（1）写出你知道的一种通过置换反应生成Fe3O4的化学方程式： 。（2）写出Cr2O72和硫酸亚铁在酸性条件下反应的离子方程式： 。（3）用上述方法处理废水，得到的组成符合类似于Fe3O4（铁氧体）的复合氧化物Crx3+Fe3+2xFe2+O4种x的值为 。（4）若某硫酸亚铁晶体样品中Fe的质量分数为19.0%（杂质中不含铁元素），则样品中FeSO47H2O的质量分数为 。2（7分）现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl、SO42和NO3的相互分离。相应的实验过程如下：混合溶液过量试剂1沉淀A溶液

23、过量试剂2沉淀B溶液过量试剂3沉淀C溶液适量试剂4晶体D（1）写出上述实验过程中所用试剂的名称：试剂1 ；试剂2 ；试剂 4。（2）加入过量试剂3的目的是 。（3）在加入试剂4后，获得晶体D的实验操作步骤是 。（填操作名称）3（5分）A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：D C A B。已知：A、B同周期，A、C处于同一主族；C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍。试回答：（1）写出元素的名称：A 。（2）写出由B、D组成的两种化合物的化学式： 、 。（3）C的固态氧化物属于 晶体。（4）写出C的氧化物与D的氧化物对应的水化物反应的离子

24、方程式：4（3分）我国某大学最近研发出一种新型锂电池，该电池处于国内领先地位。以下是某种锂电池的电池反应：C6Li + Li1xMO2 C6Li1x + LiMO2（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料，LiMO2表示含锂的过度金属氧化物）请回答问题：（1）锂电池放电时的负极反应为：C6Li xe = C6Li1x + xLi+ 则正极反应为： 。（2）电池放电时若转移1mol e，消耗的负极材料 g。5（7分）标准状况下，5.6 L CO、CO2、HCHO组成的混合气体的质量为7.5 g。将该混合气体依次通过足量灼热的CuO、浓硫酸和碱石灰，使反应充分。（1）已知HCHO与灼热CuO反应

25、生成Cu、CO2和H2O，试写出该反应的化学方程式：（2）原混合气体中，CO、CO2、HCHO的体积比可能为 。（填字母代号）A1:1:1 B7:1:8 C14:2:9 D7:11:18（3）欲进一步确定混合气体中各组分的体积分数，只需确定下列数据中的一项就能达到目的，这（些）数据是 （填代号）。混合气体的密度gcm3 浓硫酸的增重m1 g碱石灰的增重m2 g CuO质量的减少m3 g（4）根据（3）的判断结果，写出一个原混合气体中HCHO体积分数的计算式：6（9分）在一固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的

26、关系如下：t/70080085010001200K0.60.91.01.72.6请回答：（1）上述反应正向进行时，反应为 热反应（填“放”或“吸”）。（2）能判断该反应已经达到化学平衡状态的依据是 。 a容器内压强不变 bv正(H2) = v逆(CO) cCO2的质量分数不变（3）温度为850时，可逆反应CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 在固定容积的密闭容器中进行，容器内各物质的浓度变化如下：时间/minCOH2OCO2H200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2c3c350.1160.2160.0846

27、0.0960.2660.104计算：3min时（CO的浓度）c1 = mol/L，H2O (g)的转化率= 。（4）表中5min6min之间数值发生变化，可能的原因是 （单选）。a增加水蒸气 b降低温度 c使用催化剂 d增加氢气浓度7（8分）下图是中学化学实验中出现频率较高的装置，它是由物质制备、生成物性质检验和尾气处理三部分组成。请你用中学化学常见试剂设计一个实验，通过乙中的反应和丙中的实验现象，得出三种物质性质递变的结论。试将试剂名称、丙中的实验现象及由此得出的实验结论填入下列空白处。（1）所用试剂的名称：甲 ，乙 ，丙 。（2）丙中现象： 。丙中反应的化学方程式： 。（3）实验结论： 。

28、8（8分）某课外兴趣小组试图利用下图装置，探究过量铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得w g固体中剩余铁的百分含量。现将待测固体放入A中，稀硫酸放入B中。已知铁与硫反应生成难溶于水的黑色固体，该固体与稀硫酸反应生成有臭鸡蛋气味的气体。ADBC水请回答下列问题：（1）写出装置A中反应的离子方程式： 。（2）为了准确测定氢气的体积，在A、C装置之间，还应依次加入下列装置中的（填装置序号） 和 ，其作用分别为 和 。稀盐酸KMnO4溶液NaOH溶液水（3）实验后，测得气体在标准状况下的体积为V mL，请写出混合物中铁的质量分数的表达式 。9（9分）已知碳碳双键的碳原子上连有羟基的结构是不稳定的结构。A是

29、一种直链一溴代物，1 mol A与2 mol H2发言生成 1mol G，F是五元环状化合物，其化学式为C4H6O2。物质间的转化关系如下图所示。银氨溶液BANaOH溶液、 CH+DH2、Ni、E浓H2SO4、F请根据上面的转化关系回答问题：（1）化合物F的结构简式是 ，化合物C的结构简式是 。（2）化合物A含有的官能团有 。（3）G的结构简式是 。（4）写出 D在一定条件下发生加聚反应的化学方程式 。（5）写出DE的化学方程式： 。10（9分）香豆素内酯化学式为C9H6O2，分子中除有一个苯环外，还有六元环，它可以通过下列合成路线得到：HOOCCH2COOHACO2 BC（香豆素内酯）一定条

30、件（1）A的分子模型如下图所示（图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键）。A的结构简式为 ，A的同分异构体有多种，其中含苯环的同分异构体有 种（不包含A）。（2）反应的化学方程式为： 。（3）现有B和C的混合物n mol，在空气中完全燃烧消耗O2 L，生成CO2 a L、H2O b L（气体体积均在标准状况下测定）。若设B、C混合物中含B x mol，则x的计算式为： 。2007年全国高中学生化学竞赛（陕西赛区）初赛试题第 II 卷题 号一二三四五六总 分满 分46384530得 分考试时间：10:3011:40。迟到超过半小时者不能进入考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定

31、位置，不得用铅笔及红笔填写。市区、准考证号、姓名和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其它地方者按废卷论处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92

32、Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-LrRfDbSgBhHsMt一、判断题（每小题0.5分，

33、共4分）1下列分子或离子中，存在46大键的是（ ）。AHNO3 BNO3 CNO2 DN2O2下列各组量子数中，合理的一组是（ ）。An = 1 l = 1 m = 0 ms = +1/2 Bn = 4 l = 2 m = 0 ms = +1/2Cn = 3 l = 3 m = 2 ms = 1/2 Dn = 2 l = 1 m = 2 ms = +1/23在H2SO4分子中存在（ ）键。A三电子键 B桥键 Cd-p键 D离子键4白磷中毒后可用下列哪种溶液解毒（ ）。A红磷 BCuSO4溶液 CFeSO4的稀溶液 D吸入氧气5已知某一化学反应的速率常数单位为mol2L2s1，则该反应为（ ）反应。A0级 B2级 C3级 D不确定6以下（ ）组中的氧化剂均可在酸性条件下将Mn2+氧化为MnO4。APbO2，S2O82，BiO3 BPbO2，Cl2，H2O2CCl2，H2O2，BiO3 DPbO2，S2O82，Br27通过蒸馏19%的稀HCl溶液，（ ）得到浓度大于25%的浓HCl溶液。A不能 B能 C不一定8MA2B2C2型配合物有（ ）种几何异构体。A3 B4 C5 D6二、简答题（每小题2分，共6分）1陕西省潼关是我国的重要产金地区之一，每年从金矿中提取数吨的纯金。已知j Au+/Au = 1.692V，j O2/OH = 0.401V，j Au(CN)2/Au =